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1、土木工程材料习题库土木工程材料习题库土木工程材料/建筑材料习题库 一、计算题 代号 A1 内容 密度类 A2 水泥强度 A3 筛分类 A4 砼强度 A5 砼配合比 A6 砼评定 A7 砂浆强度 A8 砂浆配合比 A9 砖强度 A10 钢材强度 A11 其它 典型计算题 A1一块尺寸标准的砖，质量m=2560 g ，饱水质量mb=2760 g；敲碎磨细过筛烘干后，取样，测得其排水体积V排水为 cm3。求该砖的密度、表观密度和闭口孔隙率。 解：=m/V=/= g/cm3， 0=m/V0=2560/= g/cm3， P=10/=/=%，Wm=/m=/2560=% WV=/=Wm0/水=%/=% WV

2、PK=%。PB=P-PK=%。 A2已知一种普通水泥的3天抗折抗压强度均达到级的强度指标，现测得28天的抗压和抗折破坏荷载分别为：、和3200、3300、4000N，试评定该水泥的强度等级(级普通水泥28天抗折强度指标为)。 F/kN f/MPa抗 压 F/N f/MPa 3200 抗 折 3300 4000 f6平均 = ， 超出 /=%=12% 10% f5平均 = /=%=6% 10% 22f3平均=，超出 ()/=15%10% f2平均 = 解：fC=FC/A=FC/=1000/=， ff=/=100/=4000100/=，误差分析得： fC5平均抗压强度=，ff2平均抗折强度=。该水

3、泥强度等级为级。 A3某干砂筛析结果如下表所示，试确定其细度模数和粗细程度，并在表格中填入通过率。 公称筛孔mm 筛余量g 分计筛余 % Ai累计筛余 % Pi通过百分率% 10 05 0 0 0 100 0 0 0 100 150 150 150 50 0 02解：细度模数=-5A1/=-50/=，该砂为中砂。 A4一组尺寸为150150150 mm的砼试块，标准养护28天龄期，作抗压- 1 - 强度试验，其破坏荷载为750、580、600 kN。试求该砼的抗压强度fcu。 2解：fc=F/A=6001000/= N/mm= MPa F/ kN fc=F/A /MPa 数据处理 fcu /M

4、Pa 580600 750 最大值与中间值的差值超出中间值的15%。 = 15%= = 取中间值 A5现浇钢筋砼板,强度等级为C25和抗渗等级为P6, 采用级复合水3泥C，中砂S，卵石G。现假定该砼的表观密度为2420kg/m，并确定单位体积用水3量为195kg/m。试求初步计算配合比。 解：f=25+5= = W/C=， Sp=35%。 453+195+620+1152=2420 C：W：S：G=453：195：620：1152=1： A6今有按C20配合比浇注的砼10组，其强度分别为、。试对该砼强度进行检验评定。 解：用计算器算得，fcu平均值 =，sfcu =。 fcu平均值- =,k，

5、=20= MPa。 fcu,min = = ,k =20= MPa。该组砼强度检验评定结果合格。 A7一组砂浆试块，标准养护28天龄期后，作抗压强度试验，其破坏荷载为42、50、50、50、50、63 kN。试求该砂浆的抗压强度。 解： F / kN A /mm fc=F/A /MPa fc平均值/MPa 数据处理 fmu /MPa 42 50 50 50 50 63最大值与平均值的差值大于平均值的20%A8某工地欲配制的水泥石灰混合砂浆，稠度为70-100mm，用以砌筑普通粘土砖砌体。工地现有级复合水泥，松堆密度为1310公斤/米3；石灰膏表观密度为1300公斤/米3，稠度为120mm；中砂

6、含水率为%，松散密度为1450公斤/米3。施工水平一般。试计算配合比。 解：fm,o=f2+= + = MPa， QC=1000(fm,o+)/()=1000(+)/=224 kg/m3 QD=300350-QC=300-224=76 kg/m3， QS=S=0s=14001500=1450kg/m，校正后QS=1450=1479 kg/m QW=240310=300 kg/m3该混合砂浆的配合比为： QC：QD：QS：QW=224：76：1479：300=1： A9一组砖的抗压破坏荷载分别为140、160、170、180、190、200、210、220、230和270kN。该组砖尺寸标准。试

7、确定该组砖的强度等级，并选择该试样所用试验机的吨位。 - 2 - ，33解：用计算器算得，fC=FC/A=FC/ F /kN A /mm2 f /MPa 1 2 3 140 160 170 假设均为120115mm24 180 5 190 平均6 200 7 210 8 220 9 230 10 270 f平均= MPa，s = MPa。=s/ f平均=/= fk= = MPa，该组砖的强度等级为MU10 所用试验机的吨位为600 kN。 A10一根总长度为360mm、重量为1388g的钢筋试件。做拉伸试验，测得屈服点和最大破坏荷载分别为200和250kN，拉断后，测得标距增量(L= L1-L

8、0)为23mm。求该钢材的屈服强度s、抗拉强度b和伸长率5。 解：=m/V=1388/= 2r=25 mm s=Fs/A=2001000/=405 MPa。 b=Fb/A=2501000/=510 MPa。 5=/L0=23/=%=18%。 A11某一钢筋砼结构工程，砼设计强度等级为C50，从施工现场统计得到平均强为，变异系数CV。 求：此批砼强度保证率? 如要满足95保证率的要求，应采取什么措施?并分析采取那种措施较经济? 概率度t 砼强度保证率P 解：标准差=10%=，概率度t=/=，P90% 如要满足95保证率的要求， 采取措施1提高砼的配制强度，从而使砼的平均强度提高，如平均强度提高到

9、60 MPa，则t=/=，P95% 采取措施2提高施工水平，降低抗压强度的变异系数，如CV，则=%=， t=/=，P95% 采取采取措施2，较经济。 扩展计算题 3A1-1：一块破砖，其密度=/cm，质量m=2005g，将它浸没于水中，吸水饱和后测得质量mb=2305g，并在水中称得它的重量为1120g。求该砖的表观密度、开口孔隙率、闭口孔隙率、孔隙率、体积吸水率。 解：0=m/V0=2005/= g/cm3， Wm=/m=/2005=% WV=/=Wm0/水=%/=% WVPK=%。P=10/=/=%， PB=P-PK=%。 A1-2：某石子绝干时的重量为m ，将此石子表面涂一层已知密度的石

10、蜡后，称得总重量为m1 。将此涂蜡的石子放入水中，称得在水中的重量为m2。问此方法可测得材料的哪项参数？试推导出计算公式。 - 3 - 解：0=m/V0=m/水/石蜡） A1-3：称取堆积密度为1500kg/m3的干砂300g，将此砂装入500mL的容量瓶内，加水到刻度并排尽气泡，称得总重量为850g；将瓶内砂样倒出，向瓶内重新注水到刻度，此时称得总重量为666g。再将砂敲碎磨细过筛烘干后，取样，测得其排水体积V排水为。试计算该砂的空隙率。 3解：=m/(V+VB)= m/V排=m.W /(m+m2?m1)=3001/= g/cm，P=10/=/=% A1-4：一加气砼试块，其=/cm3，m=

11、500g，将它浸没于水中，吸水饱和后测得，mb=600g，V排水=1000cm3。求其闭口孔隙率、表观密度和体积吸水率？若上述材料为加气砼碎块，则其表观密度为多少？ A1-5：一块破砖,其干燥质量为500g，将它浸没于水中，待其吸水饱和后测得其排水体积为200mL，质量为550g。试求该破砖的表观密度、开口孔隙率和体积吸水率? A1-6：某岩石试样完全干燥后质量为482g，将它置于盛有水的量筒中，当试样吸水饱和时水面升至630 cm3，取出试样称量为487g。试求该岩石的表观密度、体积密度及开口孔隙率。 A1-7：一块破砖，其=/cm3，m=2000g，将它浸没于水中，吸水饱和后测得，mb=2

12、300g，V排水=880cm。求其闭口孔隙率、表观密度和体积吸水率？ 解：0=m/V0=2000/880+/= g/cm， PKWV =/=/）=% P=10/=/=%，PB=P-PK=%。 A1-8：一块尺寸标准的烧结普通砖，其干燥质量为2500g，其质量吸水率为%，其密度为/cm3。试求该砖的闭口孔隙率。 A1-9：一块尺寸标准的砖，m=2600g ，mb=2930g；敲碎磨细过筛烘干后，取样，测得其排水体积V排水为。求该砖的闭口孔隙率。 解：=m/V=/= g/cm， 0=m/V0=2600/=/cm， P=10/=/=%，Wm=/m=/2600=% WV=/=Wm0/水=%/=% WV

13、PK=%。PB=P-PK=%。 A1-10：一块尺寸标准的砖，m=2600g，mb=2900g；敲碎磨细过筛烘干后，取样，测得其排水体积V排水为。求该砖的闭口孔隙率。 A1-11：在质量、容积为10L的容器中，装满烘干状态的卵石后称得总质量为，卵石的空隙率为42%，求该卵石的表观密度。 A1-12：某材料的密度为 g/cm3，干燥表观密度为1600kg/m3，现将一质量954g的该材料浸入水中，吸水饱和后取出称得质量为1086g。试求该材料的孔隙率、质量吸水率、开口孔隙率及闭口孔隙率。 A1-13：有一块状材料的全干质量为150g，自然状态体积为45cm3，绝对密实状态下的体积为30cm3，试

14、计算其密度、表观密度、密实度和孔隙率。 解：计算密度：=150/30= (g/cm3)，计算表观密度：0=150/45= (kg/m3) 计算密实度：D=/=%，计算孔隙率：P=1-D=% - 4 - 33333A2-1: 已知一种普通水泥的3天抗折抗压强度均达到级的强度指标，现测得28天的抗压和抗折破坏荷载分别如下表所示，试评定该水泥的强度等级(级普通水泥28天抗折强度指标为)。解： F/kN f/MPa抗 压 F/N f 3100 抗 折 3200 3700 f6平均 = ， 超出 f5平均 = f3平均=，超出 f2平均 = 解：误差分析得： fC5平均抗压强度=，ff2平均抗折强度=，

15、该水泥强度等级未达到为级。 A2-2:已知一种普通水泥的3天抗折抗压强度均达到级的强度指标，现测得28天的抗压和抗折破坏荷载分别为：、和3120、3360、3880N，试评定该水泥的强度等级(级普通水泥28天抗折强度指标为)。解： F/kN f/MPa抗 压 F/N f/MPa 3120 抗 折 3360 3880 该水泥的强度等级为级。 A2-3:已知一种普通水泥的3天抗折抗压强度均达到级的强度指标，现测得28天的抗压和抗折破坏荷载分别为：、和3200、3300、4000N，试评定该水泥的强度等级(级普通水泥28天抗折强度指标为)。 A2-4: 已知一种普通水泥的3天抗折抗压强度均达到级的强

16、度指标，现测得28天的抗压和抗折破坏荷载分别为：、和3200、3300、4100N, 试评定该水泥的强度等级(级普通水泥28天抗折强度指标为)。 A3-1：某干砂两次筛析结果如下表所示，试确定其细度模数和粗细程度，并在表格中填入通过率。 第2次 平均 公称方孔第1次 筛孔筛孔筛余分计累计通过筛余分计累计通过累计通过筛百分量g 筛筛百分筛百分mm mm 量g 筛10 5 0 100 100 100 100 100 0 余 %/ 余 %/ 率%/ 25 75 100 100 100 80 20 余 %/ 余 %/ 率%/ 余 % 2 20 40 60 80 98 率% 98 80 60 40 20

17、 2 解：细度模数Mx1=-5A1/ =-50/=， - 5 - Mx2= -5/=， Mx1-Mx2=。以两次试验结果的算术平均值作为测定值，精确至 Mx= -52/=，该砂为中砂。 A3-2：某干砂筛析结果如下表所示，试求其细度模数和粗细程度。 筛孔mm 筛余量g 分计筛余% 累计筛余% 10 0 5 0 0 0 0 0 0 1001501505050 解：细度模数=-5A1/=-50/=，该砂为中砂。 A3-3：某干砂筛析结果如下表所示，试求其细度模数和粗细程度。 筛孔mm 筛余量g 分计筛余 % 累计筛余 % 10 0 5 2575125150505025 A3-4：某干砂筛析结果如下

18、表所示，试求其细度模数和粗细程度、并分析其级配。 筛孔mm 筛余量g 分计筛余 % 累计筛余 % 10 0 5 0 0 0 0 0 0 500000 解：细度模数=-5A1/=-50/=，该砂为中砂，单粒级、级配差。 A3-5：现有一批砂样欲配制水泥砼，经筛分试验结果列于下表，试计算级配的三个参数？找出级配要求范围？评定该砂的工程适应性？ 公称筛孔mm 筛余量g 分计筛余 % 累计筛余 % 通过率 % 级配范围要求% 10 010 0525 3510090 10075 525 3595 88 10090 10075 859050 85 71 9050 - 6 - 1305930 130 45

19、5930 120308 120 21 308 80100 80 16. 5 100 筛底 25 筛底 25 100 0 解答： 公称筛孔mm 筛余量g 分计筛余 % 累计筛余 % 通过率 % 级配范围要求% Mx =，中砂，可以用于配制砼。 A3-6：现有一批砂样欲配制水泥砼，经筛分试验结果列于下表，试计算： 筛孔尺寸筛余量 分计筛余ai 累积筛余Ai 通过率Pi级配范围要求 5 20 4 4 96 90100 25 5 9 91 75100 85 17 26 74 5090 115 23 49 51 3059 130 26 75 25 830 100 20 95 5 010 筛底 25 5

20、100 0 (1) 计算级配的三个参数？(2) 计算砂的细度模数？(3) 评定该砂的工程适应性？ 解：(1) 级配的三个参数见上表。 (2) 砂的细度模数 属于中砂。 (3) 该砂符合配制砼的级配要求，可以用于配制砼。 A4-1：一组尺寸为100100100 mm的砼试块，标准养护8天龄期，作抗压强度试验，其破坏荷载为250、400、390 kN。试求该砼的抗压强度fcu。解： F/ kN fc=F/A MPa 数据处理 fcu /MPa 400 390log28/ log8= MPa 250 它与中间值的差值超出了中间值的15% fcu=F/A=3901000/log28/ log8= MP

21、a A4-2：一组尺寸为100100100 mm的砼试块，标准养护8天龄期，作抗压强度试验，其破坏荷载为350、380、251 kN。试求该砼的抗压强度fcu。解： F/ kN fc=F/A/MPa 数据处理 fcu /MPa 350380 251 中间值与它的差值超出了中间值的15% fc=F/A=3501000/lg28/lg8= MPa A4-3：一组100100100mm的砼试块，养护6天，作抗压强度试验，其破坏荷载为350、320、410 kN。试评定该砼的强度。解： F/ kN fc=F/A /MPa 数据处理 fcu /MPa 320 350410 它与中间值的差值超出了中间值的

22、15%取中间值 fc=F/A=3501000/lg28/lg6= MPa A4-4：一组100100100 mm的砼试块，标准养护28天，作抗压强度试验，其破坏荷载为340、410、X kN(荷载小到大排列)。当该组砼抗压强度的评定值等于或达到C30砼的配制强度时，试求X的最小值和最大值。 解：于340、410、X kN荷载小到大排列，410是中间值。 410-340=70 41015%=， 初步选定X为410410 C30砼的配制强度=30+5=， 该组砼强度为4101000/= 最后确定X为410。 A4-5：一组100100100 mm的砼试块，标准养护28天，作抗压强度试验，其破坏荷载

23、为X 、500、600kN(荷载小到大排列)。试求X的最小值和最大值。 - 7 - 解：于X、500、600 kN荷载小到大排列，500是中间值。 500-600=100 50015%=75取中间值500 初步选定X为500500 A4-6：一组尺寸为200200200mm的砼试块，标准养护到28天龄期，作抗压强度试验，其破坏荷载为750、900、1000kN。试求该砼28d龄期的抗压强度和比强度。 A4-7：一组尺寸为150150150 mm的砼试块，标准养护9天龄期，作抗压强度试验，其破坏荷载为355、405、505 kN。试求该砼28 d龄期的抗压强度。 A5-1：现浇钢筋砼板，设计强度

24、等级为C35和抗渗等级为P8，采用普通水泥(密度为 g/cm3)，中砂， 碎石。现假定该砼的单位体积用水量为200 kg/ m3。试求初步计算配合比。 解：fcu，0=fcu，k+=35+5= MPa， fcu= 令fcu，0= fcu，解得：W/C=， mc =200/=426mc/C+mw/W+ms/，S+mg/，G+10=1000， 426/+200/+ms/+mg/+101=1000 Sp= ms /=41% 解得初步计算配合比为： mc：mw：ms：mg=426：200：725：1043 =1：，0=2394 kg/m。 A5-2：现浇钢筋砼板,强度等级为C25和抗渗等级为P6, 采

25、用级复合水泥C，中砂S，卵石G。现假定该砼的表观密度为2430kg/m3，并确定单位体积用水量为190kg/m3。试求初步计算配合比。 解：f=25+5= W/C=， Sp=38%。 442+190+683+1115=2430 C：W：S：G=442：190：683：1115=1： A5-3：现浇钢筋砼板,强度等级为C25和抗渗等级为P8, 采用级普通水泥C，中砂S，卵石G。现假定该砼的表观密度为2400kg/m3，并确定单位体积用水量为185kg/m3。试求初步计算配合比。并对该配合比的合理性进行评论。 解：f=25+5= = W/C=， Sp=35%。 285+185+676+1254=2

26、400 C：W：S：G=285：185：676：1254=1： 该配合比为不合理，水泥强度等级选得太高，故水灰比太大，水泥用量太少，不符合抗渗要求。 A5-4：初步配合比经试拌调整后，求砼的基准配合比。先称取以下材料进行试拌：级复合水泥、水、中砂、碎石。试验结果坍落度比要求的小。经加入调整材料(为初拌材料用量的10%)后重新试验，和易性达到要求。并测得表观密度为2430kg/m。求(1)该砼的初步配合比。(2)基准配合比。(3)估计该砼的强度等级。 解：(1)该砼的初步配合比。 - 8 - 33C0：W0：S0：G0 = ：=1：。 (2)基准配合比。确定配制砼的基准配合比经试拌满足和易性要求

27、。 增10%水泥浆 基准配合比 W/CSP 33% C 431 W 237 S / 587 G / 1175 0 2430 2430 坍落度 小 满足要求 坍落度小 和易性好 (3)估计该砼的强度等级。 fcu=(MPa) fcu, t= fcu, k + = fcu, k + = (MPa) fcu, k=(MPa)该砼的强度等级为C20。 A5-5：初步配合比经试拌调整后，求砼的基准配合比。先称取以下材料进行试拌：级普通水泥、水、中砂、碎石。试验结果坍落度比要求的大。经加入调整材料(为初拌材料用量的3%)后重新试验，和易性达到要求。并测得表观密度为2400kg/m。求(1)该砼的初步配合比

28、。(2)基准配合比。(3)估计该砼的强度等级。 解：(1)该砼的初步配合比。 C0：W0：S0：G0 = ：=1：。 (2)基准配合比。确定配制砼的基准配合比经试拌满足和易性要求。 增3%砂石 基准配合比 W/CSP33% C / 394 W / 182 S608 G1216 0 2400 2400 坍落度 小 满足要求坍落度小 和易性好 3(3)估计该砼的强度等级。 fcu=(MPa) fcu, t= fcu, k + = fcu, k + = (MPa) fcu, k=(MPa) 该砼的强度等级为C35。 A5-6：某一砼施工配合比为级复合水泥100 kg、自来水45 kg、含水率为 %的

29、中砂150 kg 和含水率为 %的碎石为300 kg。试估算该砼28 d龄期的抗压强度，并求该砼的实验室配合比。 解：mc，=mc=100kg， ms，=ms=ms=150kg mg，=mg=mg=300kg， mw，=mwamsbmg=mw%ms%mg=45kg 解得： mc：mw：ms：mg=100： =1：。实验室配合比 fcu=。 附：W/C=45+150%/+300%/100=/100=。 A5-7：砼计算配合比为1：，水灰比为，在试拌调整时，增加了10%的水泥浆用量。试求：该砼基准配合比；若以此基准配合比配制砼，每m3砼需用水泥320kg，计算每m3砼中各材料的用量。 A5-8：初

30、步配合比经试拌调整后，求砼的基准配合比。先称取以下材料进行试拌：级复合水泥、水、湿中砂、湿碎石。试验结果坍落度比要求的小。经加入调整材料(为初拌材料用量的10%)后重3新试验，和易性达到要求。并测得表观密度为2460kg/m。求(1)该砼的初步配合比。(2)基准配合比。估计该砼的强度等级 解：(1)该砼的初步配合比。 C0：W0：S0：G0 = ：=1：。 (2)基准配合比。确定配制砼的基准配合比经试拌满足和易性要求。 初步配合比 增10%水泥浆 基准配合比 C 1 444 1 W + +227 S 0 / /58812002460 2459 G 坍落度 小 满足要求 (3)估计该砼的强度等级。 fcu=(MPa) fcu, t= fcu, k + = fcu, k + = (MPa)， fcu, k=(MPa)，该砼的强度等级为C20。 A5-9：砼设计要求强度等级C30，坍落度10-30mm，现场施工拟用所用原材料情况如下：水泥：强度等级的普通水泥，密度c=/cm，强度富余系数为； 砂：Mx=的中砂，为区砂，表观密度0S=2650kg